RU2759347C1 - МНОГОКОМПОНЕНТНАЯ ПРОВОЛОКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЭНТРОПИЙНОГО СПЛАВА AlCoCrFeNi - Google Patents
МНОГОКОМПОНЕНТНАЯ ПРОВОЛОКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЭНТРОПИЙНОГО СПЛАВА AlCoCrFeNi Download PDFInfo
- Publication number
- RU2759347C1 RU2759347C1 RU2021106005A RU2021106005A RU2759347C1 RU 2759347 C1 RU2759347 C1 RU 2759347C1 RU 2021106005 A RU2021106005 A RU 2021106005A RU 2021106005 A RU2021106005 A RU 2021106005A RU 2759347 C1 RU2759347 C1 RU 2759347C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wire
- multicomponent
- diameter
- aluminum
- production
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
- B21C23/22—Making metal-coated products; Making products from two or more metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21F—WORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
- B21F15/00—Connecting wire to wire or other metallic material or objects; Connecting parts by means of wire
- B21F15/02—Connecting wire to wire or other metallic material or objects; Connecting parts by means of wire wire with wire
- B21F15/04—Connecting wire to wire or other metallic material or objects; Connecting parts by means of wire wire with wire without additional connecting elements or material, e.g. by twisting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Изобретение относится к созданию многокомпонентной проволоки, предназначенной для проволочно-дугового аддитивного производства, и может быть использовано для получения послойной наплавкой высокоэнтропийного сплава состава AlCoCrFeNi. Многокомпонентная проволока содержит алюминиевую жилу круглого сечения и две жилы круглого сечения диаметром не более 0,4 мм, одна из которых представляет собой хромоникелевую проволоку Х20Н80, а другая - проволоку из прецизионного сплава 29НК. Все жилы скручены по спирали с получением диаметра многокомпонентной проволоки не более 1 мм, при этом содержание алюминия в алюминиевой проволоке составляет 99,95%, а ее диаметр составляет не более 0,5 мм. Проволока обеспечивает получение высокоэнтропийного сплава с высокими механическими свойствами. 3 ил.
Description
Изобретение относится к созданию многокомпонентной проволоки, предназначенной для проволочно-дугового аддитивного производства, и может быть использовано для получения высокоэнтропийного сплава состава AlCoCrFeNi.
В настоящее время традиционные технологии получения металлических сплавов уже не позволяют достичь необходимого уровня механических и физических свойств конечных изделий. Перспективным направлением решения обозначенной проблемы является создание новых материалов методом проволочно-дугового аддитивного производства для конструкционных и функциональных применений, в частности, из высокоэнтропийных сплавов, которые благодаря своей уникальной структуре, физическим и механическим свойствам, могут быть потенциально применены во многих областях промышленности. Однако на данный момент отсутствуют многокомпонентные наплавочные проволоки (5 и более элементов) диаметром до 1 мм, что является причиной торможения процессов создания новых материалов.
Известна порошковая наплавочная проволока, диаметр и состав которой регламентируется ГОСТ 26101-84. «Проволока порошковая наплавочная». Порошковая проволока представляет собой полый, металлический цилиндр, наполненный металлическим порошком без пропусков и неплотностей. В зависимости от метода получения цилиндрической формы металлической оболочки, конструктивно делится на трубчато-стыковую, трубчатую с нахлестом кромки, двухслойную. Изготавливается диаметрами от 1,8 до 6,0 мм.
Недостатком данного вида проволок является ограничение по минимальному диаметру 1,8 мм, что неприемлемо для использования с большинством наплавочных комплексов.
Известна также сварочная проволока (ГОСТ 2246-70 «Проволока стальная сварочная», ГОСТ 7871-75 «Проволока сварочная из алюминия и алюминиевых сплавов»). Проволока стальная сварочная представляет собой металлический цилиндр (гибкая нить, шнур), овальность которого не должна превышать половины предельного отклонения по диаметру. Изготавливается из металлических материалов различного химического состава диаметрами от 0,3 до 12 мм.
Недостатком данного вида проволок является ограниченность химических элементов входящих в состав проволоки, что не позволяет создать высокоэнтропийный сплав методом проволочно-дугового аддитивного производства.
Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является «Биметаллическая электродная проволока» (RU №2412792, МПК В23К 35/00, B21F 15/00, опубл. 27.02.2011). Известная биметаллическая электродная проволока состоит из алюминиевого сердечника, вокруг которого в контакте симметрично расположены никелевые жилы одинакового с сердечником диаметра. Никелевые жилы контактируют между собой с образованием воздушных полостей. Все жилы заключены в сплошную оболочку из алюминия.
Недостатками данного технического решения является:
- ограниченность химического состава проволоки двумя элементами алюминием 27,16-28,0% и никелем 72,84-72,0%;
- наружный диаметр проволоки, который при диаметре отдельных жил от 0,8 до 0,85 мм составляет 3,07-3,18 мм;
- относительная сложность конструкции устройства служащего для изготовления проволоки.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в создании многокомпонентной проволоки для получения высокоэнтропийного сплава, обладающего повышенными механическими свойствами с целью расширения возможности использования во многих областях промышленности.
Существующая проблема решается тем, что известная проволока, содержащая алюминиевую жилу круглого сечения, согласно изобретению, содержит дополнительно еще две жилы круглого сечения диаметром не более 0,4 мм, одна из которых представляет собой хромоникелевую проволоку Х20Н80, а другая - проволоку из прецизионного сплава 29НК, причем все жилы скручены по спирали с получением диаметра многокомпонентной проволоки не более 1 мм, при этом содержание алюминия в алюминиевой проволоке составляет 99.95%, а ее диаметр составляет не более 0,5 мм.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание проволоки для получения высокоэнтропийного сплава системы AlCoCrFeNi.
Технический результат достигается тем, что многокомпонентная проволока, состоит из трех жил следующего состава: алюминиевая проволока (Al-99,95%, диаметр 0,5 мм), хромоникелевая проволока Х20Н80 (Сг-20%, Ni-80%, диаметр 0,4 мм), а также проволока из прецизионного сплава 29НК (Со-17%, Fe-54%, Ni-29%, диаметр 0,4 мм). Предлагаемые в изобретении диаметры и составы проволок обеспечивают получение высокоэнтропийного сплава системы AlCoCrFeNi методом проволочно-дугового аддитивного производства.
Изготовление многокомпонентной проволоки осуществляется путем автоматизированного скручивания описанных выше трех жил на специальной установке, содержащей три подающих и одну принимающую катушки. Диаметр изготовленной многокомпонентной проволоки не превышает ≈1 мм, что приемлемо для использования с большинством наплавочных комплексов.
Предлагаемая проволока изображена на чертеже, где на фиг. 1 изображен общий вид проволоки, на фиг. 2 - поперечное сечение проволоки, на фиг. 3 - рентгенограмма высокоэнтропийного сплава AlCoCrFeNi, полученного методом проволочно-дугового аддитивного производства.
Проволока состоит из алюминиевой проволоки 1, хромоникелевой проволоки 2, и проволоки 3 из прецизионного сплава.
Использование созданной многокомпонентной проволоки для получения высокоэнтропийного сплава системы AlCoCrFeNi осуществлялось в лабораторных условиях с помощью наплавочного комплекса в атмосфере инертного газа аргона, при скорости подачи проволоки - 8 м/мин, напряжении - 17 В, скорости движения горелки - 0,3 м/мин, скорости подачи газа (Ar) - 14 л/мин. Изготовление образцов осуществлялось путем послойного нанесения сплава на подложку из стали. Проволока подавалась в область наплавки через отверстие в центральной части горелки, область между корпусом горелки и проволокой заполнялась газом аргоном. Горелка наплавочного комплекса подводилась к подложке на расстояние 15 мм, происходило короткое замыкание между проволокой и подложкой, зажигалась дуга, и начинался процесс наплавки. Горелка движется слева направо по прямой, до достижения необходимой длинны образца, далее изменяется направление движения горелки на противоположное, и наплавка производится рядом с уже наплавленным материалом, плотно прилегая к нему. Данный процесс повторяется до достижения необходимой ширины образца. Для формирования необходимой высоты образца, описанные процессы повторяются, только в качестве подложки выступает уже наплавленный слой, таким образом, достигается формирование готового изделия.
Используя полученную многокомпонентную проволоку, было выполнено лабораторное изготовление образцов, а последующий рентгенофлуоресцентный анализ полученных образцов сплава показал, что они имеют следующий состав (ат. %): Al - 35,67±1,34, Ni - 33,79±0,46, Fe - 17,28±1,83, Cr - 8,28±0,15 и Со - 4,99±0,09. Полученный сплав по своему составу соответствует неэквимолярному высокоэнтропийному сплаву системы AlCoCrFeNi.
Claims (1)
- Многокомпонентная проволока для получения послойной наплавкой высокоэнтропийного сплава, содержащая алюминиевую жилу круглого сечения, отличающаяся тем, что проволока содержит дополнительно еще две жилы круглого сечения диаметром не более 0,4 мм, одна из которых представляет собой хромоникелевую проволоку Х20Н80, а другая - проволоку из прецизионного сплава 29НК, причем все жилы скручены по спирали с получением диаметра многокомпонентной проволоки не более 1 мм, при этом содержание алюминия в алюминиевой проволоке составляет 99,95%, а ее диаметр составляет не более 0,5 мм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021106005A RU2759347C1 (ru) | 2021-03-09 | 2021-03-09 | МНОГОКОМПОНЕНТНАЯ ПРОВОЛОКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЭНТРОПИЙНОГО СПЛАВА AlCoCrFeNi |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021106005A RU2759347C1 (ru) | 2021-03-09 | 2021-03-09 | МНОГОКОМПОНЕНТНАЯ ПРОВОЛОКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЭНТРОПИЙНОГО СПЛАВА AlCoCrFeNi |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2759347C1 true RU2759347C1 (ru) | 2021-11-12 |
Family
ID=78607375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021106005A RU2759347C1 (ru) | 2021-03-09 | 2021-03-09 | МНОГОКОМПОНЕНТНАЯ ПРОВОЛОКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЭНТРОПИЙНОГО СПЛАВА AlCoCrFeNi |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2759347C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114990406A (zh) * | 2022-04-18 | 2022-09-02 | 温州大学 | 一种高强度Al-Co-Cr-Fe-Ni高熵合金及其制备方法 |
| RU2826116C1 (ru) * | 2024-02-02 | 2024-09-04 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" | Криогенный высокоэнтропийный сплав |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1230772A1 (ru) * | 1979-01-02 | 1986-05-15 | Предприятие П/Я А-3959 | Способ дуговой сварки |
| RU2084303C1 (ru) * | 1992-12-02 | 1997-07-20 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения им.А.И.Целикова | Способ производства композиционной проволоки для присадки при внепечной обработке жидкой стали |
| RU2412792C1 (ru) * | 2009-09-08 | 2011-02-27 | Открытое Акционерное Общество Объединение "Мастер" | Биметаллическая электродная проволока, способ изготовления биметаллической электродной проволоки и устройство для изготовления биметаллической электродной проволоки |
| WO2014063222A1 (en) * | 2012-10-24 | 2014-05-01 | Liburdi Engineering Limited | A composite welding wire and method of manufacturing |
| RU2711286C1 (ru) * | 2019-07-03 | 2020-01-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Композиционная проволока для дуговой наплавки |
-
2021
- 2021-03-09 RU RU2021106005A patent/RU2759347C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1230772A1 (ru) * | 1979-01-02 | 1986-05-15 | Предприятие П/Я А-3959 | Способ дуговой сварки |
| RU2084303C1 (ru) * | 1992-12-02 | 1997-07-20 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения им.А.И.Целикова | Способ производства композиционной проволоки для присадки при внепечной обработке жидкой стали |
| RU2412792C1 (ru) * | 2009-09-08 | 2011-02-27 | Открытое Акционерное Общество Объединение "Мастер" | Биметаллическая электродная проволока, способ изготовления биметаллической электродной проволоки и устройство для изготовления биметаллической электродной проволоки |
| WO2014063222A1 (en) * | 2012-10-24 | 2014-05-01 | Liburdi Engineering Limited | A composite welding wire and method of manufacturing |
| RU2711286C1 (ru) * | 2019-07-03 | 2020-01-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Композиционная проволока для дуговой наплавки |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114990406A (zh) * | 2022-04-18 | 2022-09-02 | 温州大学 | 一种高强度Al-Co-Cr-Fe-Ni高熵合金及其制备方法 |
| RU2826116C1 (ru) * | 2024-02-02 | 2024-09-04 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" | Криогенный высокоэнтропийный сплав |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2759347C1 (ru) | МНОГОКОМПОНЕНТНАЯ ПРОВОЛОКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЭНТРОПИЙНОГО СПЛАВА AlCoCrFeNi | |
| JP6382726B2 (ja) | コイル用導体線、及びコイル用電線 | |
| US20180178304A1 (en) | 3d printing apparatus | |
| JPH11277289A (ja) | 溶接ワイヤ及びその製造方法 | |
| EP2216122A1 (de) | Schutzgasrohr und Kontaktrohr einer Vorrichtung zum verbesserten Engspaltschweißen | |
| CN110280922A (zh) | 一种用于高熵合金电弧增材制造的缆式焊丝及其制备方法 | |
| CN108723633A (zh) | 一种缆式焊丝 | |
| CN111992711A (zh) | 一种添加Nb粉末改善钛合金增材制造拉伸性能的方法 | |
| CN111893336A (zh) | 一种钛合金复合材料的制备装置及制备方法 | |
| EP2216121A1 (de) | Schutzgasrohr und Kontaktrohr einer Vorrichtung zum verbesserten Engspaltschweißen | |
| EP2216120A1 (de) | Schutzgasrohr und Kontaktrohr einer Vorrichtung zum verbesserten Engspaltschweißen | |
| US4172162A (en) | Boride hard-facing | |
| CN113792028A (zh) | 一种电弧增材制造沉积层的工艺数据库构建方法 | |
| US2697771A (en) | Weld rod and method of making | |
| US3451847A (en) | Method of coating metallic wire or strip with glass | |
| JPH03170229A (ja) | 放電加工用ワイヤ型電極及びその製造方法 | |
| US2805317A (en) | Method for arc-welding in a protective atmosphere | |
| US1517311A (en) | Electrode for electric-arc welding | |
| US2024164A (en) | Arc welding electrode | |
| CN205817120U (zh) | 一种锻打绞股焊丝 | |
| DE2440995C2 (ru) | ||
| JPH07156021A (ja) | 放電加工用電極線 | |
| TWI633192B (zh) | 熔融鋁鍍覆鋼線與絞線以及其製造方法 | |
| JPH10249576A (ja) | ガスシールドアーク溶接用ワイヤおよびその製造方法 | |
| DE868546C (de) | Umhuellte Lichtbogen-Schweisselektrode |